Teekonnal elektrijaamadest hoonetesse läbib elekter alajaamu. Need elektri jaotamiseks olulised sõlmpunktid sisaldavad palju erinevaid seadmeid – ainuüksi Eesti alajaamades on neid rohkem kui 50 000. Meil, nagu ka enamuses kohtades maailmas, on alajaamad ehitatud valdavalt juba mitukümmend aastat tagasi või isegi varem. Kuna seadmete vanus üha kasvab, esineb rikkeid aina sagedamini ja väheneb elektrisüsteemi töökindlus, kirjutab Tallinna Tehnikaülikooli doktorant-nooremteadur Guido Andreesen.

Alajaamade halduse peamine väljakutse seisneb aga just rikete ennetamises, mis põhjustavad elektrikatkestusi. Samuti on oluline küsimus, kuidas vältida ulatuslikku seadmete asendamist. Üldiselt on see kulukas ja seetõttu soovitakse sellest hoiduda. Eriti veel olukorras, kus lisakulutused on tegelikult välditavad. Rikete ja nende tagajärgede tõttu kannatab ka alajaamu haldava ettevõtte maine.

Ideaalne lahendus probleemile oleks kasutada mõõteandureid, mis annavad reaalajas teada seadmete seisundi halvenemisest. Samas on mõõteandurite endi soetamine suur investeering. Samuti pole mõistlik pidevalt jälgida seadmete seisundit, mille rikke tagajärjed pole kuigi ulatuslikud. Praegu kasutusel oleval ajapõhisel lähenemisel on samuti mitmeid puuduseid ja see nõuaks tulevikus rohkelt suuremahulisi investeeringuid. Seetõttu on vaja leida sobiv metoodika alajaamade halduse tõhususe parendamiseks.

Uuenduslik lahendus

Mina arendan oma teadustöös just säärast metoodikat. Selle raames lähtun alajaamade ja nende seadmete olulisusest elektrisüsteemis, aga ka erinevate haldusmetoodikate hinnast. Metoodika kohaselt tuvastatakse esmaselt kõrgema riskiga seadmed. Seejärel valitakse kulutõhus meetod riski vähendamiseks. Näiteks on võimalik kasutada reaalajas toimivaid mõõteandureid, teha ennetavaid asendusi või varuda lähedusse tagavaraseade. Teadustöö tulemusena tekib võimalus pikendada seadmete tegelikku kasutusaega ja ühtlustada nende asendamist.

Metoodika arendus põhineb Tallinna Tehnikaülikooli ja Eleringi ühisel teadusarenduse projektil. Seega on kavas seda rakendada tulemust Eesti elektrisüsteemis. Nõnda saab suunata tähelepanu ja investeeringud töökindluse seisukohalt tähtsamatesse alajaamadesse. Tulemusena saaks vältida rikkeid ja ennetatavaid kulusid.

Mitu kitsaskohta

Siiski tuleb arvestada, et metoodika vajab toimimise jaoks erinevaid sisendeid, näiteks paremat ülevaadet seadmete seisukorra muutumisest aja jooksul ja mõõteandurite kasutusvõimalustest. 

Lisaks kujutab praegu probleemi statistika vähesus ja ebatäpsus, mis tuleneb ennekõike ajapõhise lähenemise kasutamisest. Nimelt võib perioodilise ülevaatuse sagedus kõikuda sõltuvalt seadme tüübist ja selle vanusest vahemikus aasta kuni kümme aastat. Nõnda pole võimalik tuvastada, kui seadme seisukord ülevaatuste vahel kiirelt halveneb. Seetõttu on ka keerukas koguda statistikat ja tabada õiget ajahetke ennetavaks remondiks.

Samuti võib ülevaatustel selguda, et vanemate seadmete seisukord on tegelikult täiesti hea – samas tekkis sellega juba ülevaatuse kulu. 

Minu teadustöö aitab määrata ka seadmete arvu ülempiiri, mille puhul on üldse kulutõhus riski langetada. Seepärast tuleb arvestada erinevate haldusmetoodikate maksumustega, selgitamaks välja nende tasuvuspunktid. Selle põhjal saab otsustada, kui ulatuslike sammudega on mõtet riskipõhisele haldusele üle minna.

Lisaks on oluline mõõteandurite hind ja nendelt saadava seisundteabe täpsus. Mõõteandurite kasutamine pole kulutõhus, kui andurite maksumus jääb suhteliselt lähedale rikke maksumusele või ületab ajapõhise halduse kulu.

Sunnitud valik

Kokkuvõtvalt kaasneb alajaama seadmete vananemisega rohkelt probleeme, mis on kulukad, nõuavad keerukaid vastuseid ja mõjutavad võimalike elektrikatkestustega tervet ühiskonda. Seetõttu vajatakse uuenduslikke metoodikaid, mis lähenevad valdkonnale teisest vaatenurgast.

Minu teadustöö esitab lahenduse, mis lähtub rikke riskist, elektrisüsteemi töökindlusest ja kulutõhususest. See välistab ebavajalikud ülevaatused ja seadmete asendused, aga ka arvukate mõõteandurite paigalduse. Lisaks annab metoodika hea aluse moodsate isemõtlevate ja tarkade lahenduste kaasamisele, kuna tuleviku alajaamade haldus hakkab neid sisaldama üha rohkem.

Artikkel ilmus Eesti Teaduste Akadeemia korraldatava konkursi "Teadus 3 minutiga" raames, mille finaal toimub 2. veebruaril.

Guido Andreesen on viimased kaheksa aastat tegelenud elektroenergeetikaga. See valdkond on huvipakkuv, alates elektrisüsteemi stabiilsusest ja lõpetades tarbimise juhtimise, energia salvestuse ning elektertranspordiga. Magistritaseme lõpetas ta cum laude'ga ja jõudis oma tööga riiklikul konkursil esikolmikusse. Hetkel arendab ta doktorantuuris alajaamade halduse efektiivsemat ja kulutõhusamat metoodikat. Vabal ajal meeldib talle rattaga kiiremaid ringe teha ja tegeleda fotograafiaga.